Este experimento con un «gato de Schrödinger atómico» ayudará a mejorar las computadoras cuánticas
Otro logro para el gato de Schrödinger, ese que en el mundo de la mecánica cuántica es capaz de estar vivo y muerto hasta que alguien se toma la molestia de comprobarlo. Esta vez, un grupo de investigadores decidió «meter» al animal protagonista de la famosa paradoja dentro de un chip de silicio. ¿El objetivo? Tratar de sortear algunos de los obstáculos que se oponen a la realización de una computadora cuántica. Los resultados se publicaron en la revista Nature Physics.
¿Qué dice el estudio?
Antes de adentrarnos en la nueva investigación de Nature, definamos qué es exactamente el gato de Schrödinger. Teorizado en 1935, por el austriaco Erwin Schrödinger, se trata de un experimento hipotético que consiste en encerrar un gato dentro de una caja con veneno letal; la integridad del felino se decidirá por un mecanismo en cascada que regará la sustancia radioactiva o bien, mantendrá el frasco de veneno intacto. La paradoja de que esté «vivo y muerto a la vez» solo es válida hasta que alguien mira dentro de la caja y dictamina el verdadero estado del animal.
En ese momento, los dos estados ya no son posibles simultáneamente, puesto que solo se ha verificado uno de ellos. Se trata básicamente de un ejercicio lógico utilizado para describir la superposición de diferentes estados cuánticos. En el caso concreto de la investigación que se acaba de publicar, el gato de Schrödinger está representado por un átomo de antimonio. Este último es un átomo pesado que posee un gran espín nuclear, es decir, un gran dipolo magnético. «El espín del antimonio puede tomar hasta ocho direcciones distintas, en lugar de solo dos», explica Xi Yu, primer autor del estudio e investigador de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sidney, Australia.
Según los autores, esta es una ventaja: «Normalmente se utiliza un bit cuántico, o ‘qubit’, como unidad básica de la información cuántica», describe el segundo autor, Benjamin Wilhelm. Explica que si el qubit es un espín, podemos llamar ‘espín abajo’ al estado ‘0’ y ‘espín arriba’ al estado ‘1’. Pero si la dirección del espín cambia repentinamente, existe un error lógico: 0 se convierte en 1 o viceversa, todo a la vez. Por eso la información cuántica es tan frágil. Sin embargo, el nuevo enfoque reduce los errores del sistema: «Como dice el refrán, un gato tiene nueve vidas. Un pequeño arañazo no basta para matarlo. Nuestro ‘gato’ metafórico tiene siete vidas: harían falta siete errores consecutivos para convertir el ‘0’ en un ‘1’«, prosigue Yu.
Una técnica para modelar las ondas sísmicas registradas en el planeta reveló que, en la capa intermedia de la Tierra, hay estructuras de naturaleza desconocida.
Un «gato atómico» dentro de un chip
Como se había previsto, el gato de Schrödinger, es decir, el átomo de antimonio, se colocó dentro de un chip de silicio similar a los que se encuentran en nuestros laptops o teléfonos, pero adaptado a las «necesidades cuánticas»: «Al alojar el ‘gato atómico’ dentro de un chip de silicio, conseguimos un control único sobre su estado cuántico o, si se quiere, sobre su vida y su muerte», indica Danielle Holmes, coautora del estudio. Alojar el ‘gato’ dentro de silicio podría ampliarse a otras tecnologías, utilizando métodos similares a los ya empleados para construir los chips informáticos que tenemos hoy en día.
Artículo originalmente publicado en WIRED Italia. Adaptado por Alondra Flores.
